Det vestsibirske lavlandet består for det meste av kenozoiske alluviale avleiringer, og det er usedvanlig flatt. En stigning i havnivået på femti meter ville oversvømme alt land mellom Nordishavet og Novosibirsk. Mange av avleiringene på slettene er resultatet av isdemninger på slutten av istiden, som reverserte elvene Ob og Jenisej slik at de rant sørover mot Det kaspiske hav og muligens også Aralsjøen. Lavlandet er svært sumpete med tallrike innsjøer, og jordsmonnet er stort sett myraktige histosoler og i den treløse nordre delen, histeler. Mot sør ligger verdens sannsynligvis største myr, Vasiuganje, som dekker rundt 51 600 km².